波导终结器、光通信设备及光波终结方法与流程

1.本技术实施例涉及但不限于通讯器波导领域，尤其涉及一种波导终结器、光通信设备及光波终结方法。


背景技术：

2.在光通讯设备中，通过波导终结器件对波导端口的光波进行吸收，以避免光波重新耦合至波导内部，从而降低输入端口或输出端口的光波干扰。
3.在相关技术中，波导终结器件通过对波导进行载流子掺杂以提高波导介质层的电导率，从而通过热能转换的方式吸收光波。然而，上述波导终结器件必须依赖载流子掺杂，限制了波导终结器件的应用范围。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了波导终结器、光通信设备及光波终结方法，能够不依赖于载流子掺杂实现对光波的吸收，从而降低光波所导致的信号干扰。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种波导终结器，波导终结器包括：
6.转换传输波导，所述转换传输波导用于对接收的光波进行处理及传输；其中，所述处理包括模斑转换、模式转换中的一种或多种；
7.金属波导，所述金属波导与所述转换传输波导并排设置，用于吸收所述光波。
8.第二方面，本技术实施例提供了一种光通信设备，包括波导端口及上述实施例所述的波导终结器；
9.其中，所述波导端口与所述波导终结器的输入端口和\或输出端口耦合连接。
10.第三方面，申请实施例提供了一种光波终结方法，应用于上述实施例中的波导终结器，包括：
11.接收进入所述波导终结器的光；
12.将所述进入的光经过所述波导终结器的所述转换传输波导并进行模斑转换。
13.本技术实施例：通过设置金属波导对转换传输波导传输的光波进行吸收，以避免光波重新耦合进转换传输波导内部，从而消除光波对光波的干扰。
14.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
15.附图用来提供对本技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
16.图1是本技术一实施例提供的波导终结器的截面示意图；
17.图2是本技术一实施例提供的波导终结器的俯视图；
18.图3a是本技术一实施例提供的波导终结器的场强分布仿真图；
19.图3b是本技术一实施例提供的波导终结器的电场分布仿真图；
20.图3c是本技术一实施例提供的波导终结器的器件衰减与波长关系仿真图；
21.图3d是本技术一实施例提供的波导终结器的器件反射与波长关系仿真图；
22.图4是本技术又一实施例提供的波导终结器的俯视图；
23.图5是本技术再一实施例提供的波导终结器的俯视图；
24.图6是本技术又一实施例提供的波导终结器的俯视图；
25.图7是本技术又一实施例提供的波导终结器的俯视图；
26.图8是本技术又一实施例提供的波导终结器的剖视图。
27.附图标记：100、金属波导；110、第一金属波导；111、第一金属子波导；112、第三金属子波导；113、第五金属子波导；114、第七金属子波导；120、第二金属波导；121、第二金属子波导；122、第四金属子波导；123、第六金属子波导；124、第八金属子波导；200、转换传输波导；210、脊波导；211、第一转换脊波导；212、第一传输脊波导；213、第二转换脊波导；214、第二传输脊波导；220、平面波导；300、二氧化硅埋入层；400、衬底；500、第一金属覆盖层；600、覆盖层。
具体实施方式
28.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
29.需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
30.在光通讯设备中，通过波导终结器件对波导端口的光波进行吸收，以避免光波重新耦合至波导内部，从而降低输入端口或输出端口的光波干扰。
31.在相关技术中，波导终结器件通过对波导进行载流子掺杂以提高波导介质层的电导率，从而通过热能转换的方式吸收光波。然而，上述波导终结器件必须依赖载流子掺杂，限制了波导终结器件的应用范围。例如，在硅光波导中，波导终结是利用工艺步骤中的掺杂来形成，掺杂生成的载流子使得波导介质层的电导率提高，从而对光产生吸收并以热能形式耗散掉；而在铌酸锂(linbo3)波导中，由于工艺步骤中没有掺杂载流子，使得难以利用掺杂原理在铌酸锂(linbo3)波导中实现波导终结，从而限制波导终结器件在铌酸锂(linbo3)波导中的应用。
32.基于此，本技术实施例提出了一种波导终结器，能够对光通讯器件中的光进行模斑转换并吸收光波，以降低光波会对光波的信号干扰。
33.请一并参照图1、图2，本技术实施例提供一种波导终结器，包括：转换传输波导200，转换传输波导200用于对接收的光波进行处理；金属波导100，与转换传输波导200并排设置，用于吸收光波。其中，处理包括模斑转换、模式转换中的一种或多种。
34.通过金属波导100对转换传输波导200散射的光波进行吸收，以避免散射的光波重新耦合进转换传输波导200内部，从而消除光波对相邻信道中光信号的干扰。
35.其中，波导终结器可设置于光通信器件的输入端口和\或输出端口，波导终结器通过转换传输波导200对光波进行模斑转换，以调节光波的模斑，从而降低光通信器件耦合过程中，光波信号的模斑尺寸不匹配导致的耦合损耗。例如，第一光通信器件(应用于纳米级波导)与第二光通信器件耦合连接(应用于标准光纤)，通过将波导终结器设置于第一光通信器件的输入端口和\或输出端口，第一光通信器件与第二光通信器件经由波导终结器实现耦合连接，以降低第一光通信器件与第二光通信器件直接耦合连接所产生的耦合损耗。
36.通过金属波导100对转换传输波导200散射的光波或位于金属波导100、转换传输波导200间隙的光波进行吸收，以避免光通信器件的端口存在光波，从而减少光波(冗余光)造成干扰。例如，当光波传输至金属波导100表面时，金属波导100发生电磁转换并转换为传导电流，并通过热辐射的方式耗散。
37.例如，在一些光通信器件的端口存在光波，通过将波导终结器设置于端口，以对光波进行吸收，从而避免光波干扰其他信号。其中，通过在金属波导100及转换传输波导200之间可设置介质波导，以使得转换传输波导200中的光波经由介质波导传输至介质波导和金属波导100之间的结合界面。
38.在介质波导、转换传输波导200的传输过程中，光波发生模斑转换并传导至介质波导与金属波导100的结合界面，并转换为金属波导100中的传导电流。
39.例如，光通信器件的端口存在的光波为冗余光，冗余光可能对端口周围的信号造成信号干扰。通过转换传输波导200对冗余光进行模斑转换，以放大冗余光的模斑，从而提高冗余光在金属波导100表面的电磁转换效率。
40.在一些实施例中，金属波导100包括：第一金属波导110；第二金属波导120，与第一金属波导110相对设置；转换传输波导200包括：平面波导220，设有第一表面及与第一表面相对设置的第二表面；脊波导210，设置于第一表面；其中，第一金属波导110、第二金属波导120设置于第一表面，并分别设置于脊波导210的两侧。
41.在一些实施例中，平面波导220与脊波导210可为对薄膜波导刻蚀所生成的一体化波导。
42.通过脊波导210或转换传输波导200对光波进行模斑转换，并通过设置于脊波导210两侧的第一金属波导110、第二金属波导120对光波进行吸收。波导终结器在转换光波模斑的同时，通过电磁转换的方式对光波进行吸收，从而避免位于光通信器件的输入端口和\或输出端口的冗余光对相邻信道的光信号造成信号串扰。
43.在一些实施例中，第一金属波导110、第二金属波导120可对称设置于脊波导210的两侧，以对脊波导210两侧的光波进行吸收，从而避免波导终结器轴向的模场分布不均匀。
44.在一些实施例中，转换传输波导200可包括脊波导210、平面波导220及介质波导。其中，介质波导可以被理解为脊波导210与金属波导100之间的间隙或者设置于两者之间的传输介质。传输介质为折射率小于转换传输波导200的光传输介质。转换传输波导200中的光波经由间隙或介质波导传输至金属波导100的表面。
45.在一些实施例中，在第一金属波导110、第二金属波导120与脊波导210之间分别设有二氧化硅波导，光波经由二氧化硅波导传输至二氧化硅波导与金属波导100的结合界面
并转换为传导电流，光波最终以热能的方式耗散。其中，通过第一金属波导110、第二金属波导120可隔绝外部电磁信号，以保证光波模斑转换过程中，光波不受外界信号的干扰。
46.在一些实施例中，光波在转换传输波导200中沿着光轴方向传输，并进行绝热转换以改变光波的模斑，并降低模斑转换导致的能量损耗。其中，在光波沿波导终结器的光轴传输过程中，光波在脊波导210及平面波导220中发生绝热转换，且光波模斑逐渐增大。通过调节金属波导100、转换传输波导200的结构尺寸，以逐渐增加光波的模场与金属波导模式的重叠积分，从而提高金属波导100传输模式与转换传输波导200传输模式的耦合效率。
47.通过对光波进行绝热转换，以减小光波沿着光轴传输过程中由相位不匹配所导致的光波反射，从而降低光波的能量损耗。
48.在一些实施例中，第一金属波导110包括：第一金属子波导111；第三金属子波导112，与第一金属子波导111连接；第二金属波导120包括：第二金属子波导121，与第一金属子波导111相对设置；第四金属子波导122，与第三金属子波导112相对设置；脊波导210包括：第一转换脊波导211；第一传输脊波导212，与第一转换脊波导211连接；其中，第一金属子波导111、第二金属子波导121分别设置于第一转换脊波导211的两侧；第三金属子波导112、第四金属子波导122分别设置于第一传输脊波导212的两侧。
49.其中，平面波导220包括第一转换平面波导(图未出示)及第一传输平面波导(图未出示)，第一转换平面波导与第一传输平面波导可为一体形成的平面波导220。第一金属子波导111、第三金属子波导112设置于第一转换平面波导的第一表面；第二金属子波导121、第四金属子波导122设置于第一传输平面波导的第一表面。
50.在一些实施例中，第一金属子波导111、第二金属子波导121及第一转换脊波导211构成第一绝热转换区；第三金属子波导112、第四金属子波导122及第一传输脊波导212构成第一吸收区。第一绝热转换区用于对光波进行绝热转换，以对光波的模斑进行转换；第一吸收区用于对转换传输波导散射的光波进行吸收。
51.光波导在第一转换脊波导211中进行模斑转换，由第一转换脊波导211散射至第一金属波导110或第二金属波导120的光波，并转换为第一金属波导110或第二金属波导120中的传导电流。
52.光波在金属波导100与第一转换脊波导211之间的间隙多次反射，以提高光波的吸收效率，从而减低光波对光波的影响。
53.在一些实施例中，第一转换脊波导211与第一金属子波导111、第三金属子波导112之间设有二氧化硅波导；第一传输脊波导212与第二金属子波导121、第四金属子波导122之间设有二氧化硅波导。
54.光波经由二氧化硅波导或其他介质波导传输至对应的金属子波导，部分光波在金属子波导与二氧化硅波导的结合界面发生电磁转换以转换传导电流，并通过热能的方式耗散。其中，其他介质波导可为折射率小于转换传输波导200的任意波导。通过设置在金属波导100与转换传输波导200之间设置填充介质波导，以利于光波传输至介质波导及金属波导100的结合界面，并在结合界面发生电磁转换从而转换金属波导100中的传导电流。
55.例如，波导终结器被设置于光通信器件的端口，少部分光波在二氧化硅波导或其他介质波导中传输，并被金属波导100的表面；大部分光波经由转换传输波导200进行模斑转换、模式转换，光波的模斑逐渐变大并从转换传输波导200传输至金属波导100的表面。当
光波传输至金属波导100的表面，光波发生电磁转换并转换为金属波导100中的传导电流。
56.通过相对设置的金属子波导以限定转换区域或者吸收区域，以在对光波进行模斑转换的同时，抑制波导终结器中冗余光波的传输。其中，金属波导100可对光波进行吸收，并对波导终结器外部的干扰光波进行隔绝，避免干扰光波进行波导终结器中。
57.例如，光波在第一转换脊波导211、第一转换平面波导中进行模斑转换，并传输至第一传输脊波导212、第一转换脊波导211。光波脊波导210与第一金属波导110或第二金属波导120之间的间隙多次反射，以被金属波导100吸收，从而避免光通信器件的端口存在光波，减少光波对光波造成的信号干扰。
58.在一些实施例中，波导终结器，还包括：第一金属子波导111、第三金属子波导112的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小；第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小。
59.其中，上述以绝热的形式逐渐减小可以理解为波导的宽度、厚度或间隔距离缓慢减小，以减少光波的反射及插入损耗。
60.通过设置第一转换脊波导211的截面面积变化方式，以使得光波在转换传输波导200的传输过程中模斑逐渐变大。通过设置第一金属子波导111、第三金属子波导112的相对距离，以使得第一转换脊波导211与第一金属子波导111、第三金属子波导112之间的间隙以绝热的形式逐渐减小，从而提高转换传输波导200、金属波导100的耦合效率。例如，光通信器件端口出存在冗余光，波导终结器被设置于光通信器件端口，少部分冗余光在转换传输波导200与金属波导100之间的间隙传播并在金属波导100表面发生电磁转换；大部分冗余光
61.通过渐变式的第一转换脊波导211对进行光波进行模斑转换，以减小光波沿着光轴传输过程中的相位不匹配所导致光波反射现象，从而降低光波的能量损耗。
62.此外，根据信号耦合效率的要求，通过对第一金属子波导111、第三金属子波导112的相对距离及第一转换脊波导211的截面面积进行适应性调节，可实现不同模式的模斑转换。
63.在一些实施例中，波导终结器中结构参数如下表1所示。
64.第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其宽度由0.6微米～0.8微米逐渐减少至0.1～0.2微米；第一金属子波导111、第三金属子波导112的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其相对距离由2.6微米～4.8微米减少至0.1微米～0.8微米。即第一金属子波导111和\或第二金属子波导121与第一转换脊波导211的间隙由1微米～2微米减少至0微米～0.3微米。第一转换脊波导211长度为40微米～60微米，第一传输脊波导212长度为100微米～140微米。
65.通过对第一转换脊波导211的长度及截面面积、第一金属子波导111与第二金属子波导121的相对距离进行调节以实现不同模式的模斑转换及传输模式耦合；通过对第一传输脊波导212与第二金属子波导121、第四金属子波导122的间隙进行调节，以对不同强度的光波进行吸收。
66.表1
67.结构参数w1w2g1g2l1l2数值范围(微米)0.6～0.80.1～0.21.0～2.00～0.340～60100～140
68.请一并参照图3a至图3d，如图3a所示，横坐标为传输距离，左侧纵坐标表示与光场中心的距离，右侧纵坐标表示场强，光波在波导终结器中传输，随着光波传输距离增加，光波的光场强度逐渐减低。
69.如图3b所示，横坐标为传输距离，左侧纵坐标表示与光场中心的距离，右侧纵坐标表示场强光波在波导终结器中传输，随着光波传输距离增加，光波的电场强度逐渐减低；如图3c所示，横坐标为波长，纵坐标表示衰减幅度，光波在波导终结器中传输，随着波长的增加，其衰减幅度逐渐减小；如图3d所示，横坐标为波长，纵坐标表示衰减幅度。当光波在波导终结器中传输，光波的波长范围为1.5um-1.6um，则器件反射《-36db。
70.结合图3a至图3d，波导终结器可在约170um器件长度上和波长为1.5um-1.6um的范围内，实现了对光波》49db的衰减，同时器件反射《-36db。
71.在一些实施例中，脊波导210还包括：第二转换脊波导213，第一转换脊波导211与第二转换脊波导213的一端连接，第二转换脊波导213的另一端与第一传输脊波导212连接；第一金属波导110包括：第五金属子波导113，第一金属子波导111的一端与第五金属子波导113的一端连接，第五金属子波导113的另一端与第三金属子波导112连接；第二金属波导120包括：第六金属子波导123，第二金属子波导121的一端与第六金属子波导123的一端连接，第六金属子波导123的另一端与第四金属子波导122连接；其中，第五金属子波导113与第六金属子波导123分别设置于第二转换脊波导213的两侧。
72.平面波导220包括第二转换平面波导，第五金属子波导113、第六金属子波导123设置于第二转换平面波导的第一表面。通过第一转换脊波导211、第二转换脊波导213对光波模斑进行二次转换，以降低光波耦合过程中，相位不匹配而产生的反射。
73.其中，光波沿波导终结器的光轴传输过程中，光波在转换传输波导200进行绝热转换，且光波的模斑逐渐增大。
74.通过调节金属波导100、转换传输波导200的结构尺寸，以逐渐增加光波的模场与金属波导100重叠积分，从而提高金属波导100传输模式与转换传输波导200传输模式的耦合效率。
75.例如，第一转换脊波导211、第二转换脊波导213的长度及截面面积、第一金属子波导111与第二金属子波导121的相对距离、第三金属子波导112与第四金属子波导122的相对距离进行调节以实现不同模式的模斑转换及传输模式耦合；通过对第一传输脊波导212与第三金属子波导112、第四金属子波导122的间隙进行调节，以对不同强度的光波进行吸收。
76.此外，通过调节第一金属子波导111、第二金属子波导121与第一转换脊波导211的间隙、第五金属子波导113、第六金属子波导123与第二转换脊波导213的间隙，以提高金属波导100和转换传输波导200的耦合效率。
77.第一金属子波导111、第二金属子波导121与第一转换脊波导211之间设有二氧化硅波导、第五金属子波导113、第六金属子波导123与第二转换脊波导213之间设有二氧化硅波导。
78.通过相对设置的第三金属子波导112、第四金属子波导122以避免在光波二次模斑转换过程中，外部干扰光波进入波导终结器中，并对转换传输波导200散射的光波进行吸收。
79.通过第一转换脊波导211、第二转换脊波导213以对光波进行二次模斑转换，以使
得输入光波的模斑转换为目标模斑。其中，光波在第一转换脊波导211、第二转换脊波导213发生绝热转换，且部分光波经由二氧化硅波导传输至第一金属子波导111、第二金属子波导121、第五金属子波导113、第六金属子波导123，并在发生电磁转换后转换为金属波导100中的传导电流。通过对光波进行二次绝热转换，以减小光波沿着光轴传输过程中的相位不匹配所导致光波反射现象，从而降低光波的能量损耗。
80.请一并参照图1、图4，在一些实施例中，波导终结器为三段式结构，脊波导210包括依次连接的第一转换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212；平面波导220包括依次连接的第一转换平面波导、第二转换平面波导、第一传输平面波导；第一金属波导110包括依次连接的第一金属子波导111、第五金属子波导113、第三金属子波导112；第二金属波导120包括依次连接的第二金属子波导121、第六金属子波导123、第四金属子波导122。
81.其中，第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小；第五金属子波导113与第六金属子波导123的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小。
82.在一些实施例中，波导终结器中结构参数如下表2所示。其中，第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其宽度由0.6微米～0.8微米逐渐减少至0.1～0.2微米；第一金属子波导111与第二金属子波导121的相对距离沿着光轴方向维持不变，其相对距离为2.6微米～4.8微米；第二转换脊波导213的截面面积沿着光轴方向保持不变，其宽度为0.1～0.2微米；第五金属子波导113与第六金属子波导123的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其相对距离由2.2微米～4.2微米减少至0.2微米～0.8微米；第三金属子波导112与第四金属子波导122的相对距离沿着光轴方向保持不变，其相对距离为0.1微米～0.8微米；第一传输脊波导212的截面面积沿着光轴方向保持不变，其宽度为0.1～0.2微米。第一转换脊波导211长度为40微米～60微米，第二转换脊波导213长度为40微米～60微米，第一传输脊波导212长度为100微米～140微米。
83.其中，第一金属子波导111和\或第二金属子波导121与第一转换脊波导211的间隙由1微米增加至2微米；第五金属子波导113和\或第六金属子波导123与第二转换脊波导213的间隙由1微米～2微米减小至0微米～0.3微米。第三金属子波导112和\或第四金属子波导122与第一传输脊波导212的间隙维持在0微米～0.3微米之间。
84.通过对第一转换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212及对应平面波导220的截面面积、长度以实现不同模式的模斑转换；通过对金属子波导与脊波导210之间的间隙进行调节，以对不同强度的光波进行吸收。
85.表2
86.结构参数w1w2g1g2g3l1l2l3数值范围(微米)0.6～0.80.1～0.21.0～2.01.0～2.00～0.340～6040～60100～140
87.请一并参照图1、图5，在一些实施例中，波导终结器为三段式结构，脊波导210包括依次连接的第一转换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212；平面波导220包括依次连接的第一转换平面波导、第二转换平面波导、第一传输平面波导；第一金属波导110包括依次连接的第一金属子波导111、第五金属子波导113、第三金属子波导112；第二金属波导120包括依次连接的第二金属子波导121、第六金属子波导123、第四金属子波导122。
88.其中，第一金属子波导111与第二金属子波导121的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小；第二转换脊波导213的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小。
89.在一些实施例中，波导终结器中结构参数如下表3所示。其中，第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向维持不变，其宽度由0.6微米～0.8微米；第一金属子波导111与第二金属子波导121的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其相对距离由2.6微米～4.8微米减少至0.6微米～0.8微米；第五金属子波导113与第六金属子波导123的相对距离沿着光轴方向维持不变，其相对距离为0.6微米～0.8微米；第二转换脊波导213的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其宽度由0.6微米～0.8微米逐渐减少至0.1～0.2微米；第五金属子波导113与第六金属子波导123的相对距离沿着光轴方向维持不变，其相对距离为0.6微米～0.8微米；第三金属子波导112与第四金属子波导122的相对距离沿着光轴方向保持不变，其相对距离为0.1微米～0.8微米；第一传输脊波导212的截面面积沿着光轴方向保持不变，其宽度为0.1～0.2微米。
90.其中，第一金属子波导111和\或第二金属子波导121与第一转换脊波导211的间隙由1微米～2微米减小至0微米～0.3微米；第五金属子波导113和\或第六金属子波导123与第二转换脊波导213的间隙维持在0微米～0.3微米之间。第三金属子波导112和\或第四金属子波导122与第一传输脊波导212的间隙维持在0微米～0.3微米之间。
91.第一转换脊波导211长度为40微米～60微米，第二转换脊波导213长度为40微米～60微米，第一传输脊波导212长度为100微米～140微米。
92.通过对第一转换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212及对应平面波导220的截面面积、长度以实现不同模式的模斑转换；通过对金属子波导与脊波导210之间的间隙进行调节，以对不同强度的光波进行吸收。
93.表3
94.结构参数w1w2g1g2g3l1l2l3数值范围(微米)0.6～0.80.1～0.21.0～2.00～0.30～0.340～6040～60100～140
95.请一并参照图1、图6，在一些实施例中，脊波导210还包括：第二传输脊波导214，与第一转换脊波导211连接；第一金属波导110包括：第七金属子波导114，与第三金属子波导112的一端连接；第二金属波导120包括：第八金属子波导124，与第七金属子波导114相对设置，与第六金属子波导123的一端连接；其中，第七金属子波导114与第八金属子波导124分别设置于第二传输脊波导214的两侧。
96.例如，波导终结器为四段式结构，脊波导210包括依次连接的第一转换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212、第二传输脊波导214；平面波导220包括依次连接的第一转换平面波导、第二转换平面波导、第一传输平面波导、第二传输平面波导；第一金属波导110包括依次连接的第一金属子波导111、第五金属子波导113、第三金属子波导112、第七金属子波导114；第二金属波导120包括依次连接的第二金属子波导121、第六金属子波导123、第四金属子波导122、第八金属子波导124。第七金属子波导114、第八金属子波导124设置于第二传输平面波导的第一表面。
97.第二传输脊波导214与第七金属子波导114、第八金属子波导124之间可设有二氧化硅波导。通过相对设置的金属子波导以对第二传输脊波导214散射光波进行吸收。
98.第一金属子波导111、第二金属子波导121及第一转换脊波导211构成第一绝热转换区；第五金属子波导113、第六金属子波导123及第二转换脊波导213构成第二绝热转换区；第三金属子波导112、第四金属子波导122及第一传输脊波导212构成第一吸收区；第七
金属子波导114、第八金属子波导124及第二传输脊波导214构成第二吸收区。
99.其中，第一绝热转换区、第二绝热转换区用于对光波进行绝热转换，以对光波的模斑进行转换；第一吸收区、第二吸收区用于对转换传输波导散射的光波进行吸收。第一绝热转换区、第二绝热转换区、第一吸收区、第二吸收区依次耦合连接，以对光波进行模斑转换，并吸收光波。
100.通过相对设置的第七金属子波导114、第八金属子波导124以抑制波导终结器中冗余光波的传输。冗余光波在第七金属子波导114和\或第八金属子波导124的边界发生电磁转换以转换为传导电流，并以热能的方式耗散，从而实现光波的吸收。
101.在一些实施例中，第七金属子波导114与第八金属子波导124为弯曲波导，其中，第七金属子波导114至少设有两个转折部。
102.例如，第七金属子波导114与第八金属子波导124为相对设置的弯曲波导，第七金属子波导114处于弯折区的内侧，第八金属子波导124处于与弯折区的内侧相对的外侧。
103.第二传输脊波导214与第七金属子波导114为同心的弧形，第七金属子波导114为内弧，第二传输脊波导214为外弧。第七金属子波导114中设有第一转折部、第二转折部。通过第七金属子波导114、第八金属子波导124以对光波进行吸收，通过弯曲设置以提高光波吸收效率。
104.波导终结器中结构参数如下表4所示。其中，第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其宽度由0.6微米～0.8微米逐渐减少至0.1～0.2微米；第一金属子波导111与第二金属子波导121的相对距离沿着光轴方向维持不变，其相对距离为2.6微米～4.8微米；第二转换脊波导213的截面面积沿着光轴方向保持不变，其宽度为0.1～0.2微米；第五金属子波导113与第六金属子波导123的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其相对距离由2.2微米～4.2微米减少至0.2微米～0.8微米；第三金属子波导112与第四金属子波导122的相对距离沿着光轴方向保持不变，其相对距离为0.1微米～0.8微米；第一传输脊波导212的截面面积沿着光轴方向保持不变，其宽度为0.1～0.2微米。第一转换脊波导211长度为40微米～60微米，第二转换脊波导213长度为40微米～60微米，第一传输脊波导212长度为100微米～140微米。第一金属子波导111和\或第二金属子波导121与第一转换脊波导211的间隙由1微米增加至2微米；第五金属子波导113和\或第六金属子波导123与第二转换脊波导213的间隙由1微米～2微米减小至0微米～0.3微米。第三金属子波导112和\或第四金属子波导122与第一传输脊波导212的间隙维持在0微米～0.3微米之间。
105.其中，第七金属子波导114曲率半径为1微米～3微米，第七金属子波导114与第二传输脊波导214等间隔设置，间隔大小为0微米～0.3微米。
106.表4
[0107][0108]
请一并参照图1、图7，在一些实施例中，导终结器为三段式结构，脊波导210包括依次连接的第一转换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212；平面波导220包括依次连接的第一转换平面波导、第二转换平面波导、第一传输平面波导；第一金属波导110
包括依次连接的第一金属子波导111、第五金属子波导113、第三金属子波导112；第二金属波导120包括依次连接的第二金属子波导121、第六金属子波导123、第四金属子波导122。
[0109]
波导终结器还包括：第一金属覆盖层500，设置于第三金属子波导112和\或第四金属子波导122远离平面波导220的一侧。通过第一金属覆盖层500对第一吸收波导中的光波进行进一步吸收，以降低光通讯器件端口的光波串扰。
[0110]
波导终结器中结构参数如下表5所示。其中，第一脊波导210的截面面积沿着光轴方向维持不变，其宽度为0.6微米～0.8微米；第一金属子波导111的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其相对距离由2.6微米～4.8微米逐渐减少至0.6微米～1.4微米；第一脊波导210的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小，其宽度由0.6微米～0.8微米逐渐减少至0.1微米～0.2微米；第一金属子波导111的相对距离沿着光轴方向维持不变，其相对距离为0.6微米～1.4微米；第一金属吸收子波导间隔沿着光轴方向保持不变，其相对距离为0.1微米～0.8微米；第一吸收脊波导210的截面面积沿着光轴方向保持不变，其宽度为0.1微米～0.2微米。
[0111]
表5
[0112]
结构参数w1w2g1g2g3l1l2l3数值范围(微米)0.6～0.80.1～0.21.0～2.01.0～2.00～0.340～6040～60100～140
[0113]
请参照图8，在一些实施例中，波导终结器，还包括：二氧化硅埋入层300，设置于转换传输波导200远离金属波导100的一侧；衬底400，设置于二氧化硅埋入层300远离转换传输波导200的一侧；覆盖层600，设置于转换传输波导200远离二氧化硅埋入层300的一侧，用于对转换传输波导200进行覆盖。其中，衬底400可以为硅衬底、铌酸锂衬底或者其他材料所制作的衬底。覆盖层600可以由折射率低于铌酸锂的材料(气体、聚合物等)制作而成。
[0114]
通过将二氧化硅埋入层300、覆盖层600设置于波导终结器的上表面及下表面，以使得光波在转换传输波导200中进行绝热转换，降低模斑转换过程中的能量损失。通过设置二氧化硅埋入层300、覆盖层600以为波导的形成创造条件，并为波导终结器(或转换传输波导200)提供钝化及保护。
[0115]
通过二氧化硅埋入层300、覆盖层600与转换传输波导200分别构建全反射界面，以避免模斑转换过程中，光波经由转换传输波导200折射至金属波导100，从而降低能量损耗。
[0116]
在一些实施例中，波导终结器还包括：转换传输波导200为薄膜铌酸锂(thin film lithium niobate,tfln)波导。通过对薄膜铌酸锂波导进行图案化，以形成亚微米波导结构的第一转换传输波导200和\或第二转换传输波导200，使得第一转换传输波导200和\或第二转换传输波导200对光产生强束缚，进而降低能量损耗。
[0117]
以下结合上述实施例对多个不同的波导终结器作进一步说明。
[0118]
在一具体实施例中，波导终结器包括：转换传输波导200，转换传输波导200用于对接收的光波进行模斑转换和传输；金属波导100，与传输波导并排设置，用于吸收转换传输波导200散射的光波。
[0119]
波导终结器为两段式结构，脊波导210包括依次连接的第一转换脊波导211、第一传输脊波导212；平面波导220包括依次连接的第一转换平面波导、第一传输平面波导；第一金属波导110包括依次连接的第一金属子波导111、第三金属子波导112；第二金属波导120包括依次连接的第二金属子波导121、第四金属子波导122。第一金属子波导111、第三金属
子波导112设置于第一转换平面波导的第一表面；第二金属子波导121、第四金属子波导122设置于第一传输平面波导的第一表面。
[0120]
第一金属子波导111、第三金属子波导112的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小；第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小。
[0121]
光波导在第一转换脊波导211中进行模斑转换，由第一转换脊波导211散射至第一金属波导110或第二金属波导120的光波，并转换为第一金属波导110或第二金属波导120中的传导电流。光波在金属波导100与第一转换脊波导211之间的间隙多次反射，以提高光波的吸收效率，从而减低光波对光波的影响，其中，波导终结器部分结构参数如上表1所示。
[0122]
其中，第一金属吸收子波导间隔沿着光轴方向保持不变，其相对距离为0.2微米～0.8微米；第一吸收波脊导截面面积沿着光轴方向保持不变。
[0123]
光波在转换传输波导200、转换传输波导200与金属波导100之间的介质波导共同传输。在传输过程中，由于光波的模斑逐渐变大，光波与金属波导100的电磁转换效应被逐渐增强，从而增强光波的吸收。例如，一部分光波被第一金属子波导111、第三金属子波导112的表面转换为传导电流并通过散热的方式进行消耗；剩余光波在第二金属子波导121、第四金属子波导122的表面转换为传导电流并通过散热的方式进行消耗。
[0124]
在一具体实施例中，波导终结器为三段式结构，脊波导210包括依次连接的第一转换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212；平面波导220包括依次连接的第一转换平面波导、第二转换平面波导、第一传输平面波导；第一金属波导110包括依次连接的第一金属子波导111、第五金属子波导113、第三金属子波导112；第二金属波导120包括依次连接的第二金属子波导121、第六金属子波导123、第四金属子波导122。
[0125]
第一金属子波导111、第二金属子波导121及第一转换脊波导211构成第一绝热转换区；第五金属子波导113、第六金属子波导123及第二转换脊波导213构成第二绝热转换区；第三金属子波导112、第四金属子波导122及第一传输脊波导212构成第一吸收区。
[0126]
其中，第一绝热转换区、第二绝热转换区用于对光波进行绝热转换，以对光波的模斑进行转换；第一吸收区用于对转换传输波导散射的光波进行吸收。
[0127]
其中，第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小；第五金属子波导113与第六金属子波导123的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小。
[0128]
例如，第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向逐渐减小，其宽度由0.6微米～0.8微米逐渐减少至0.1～0.2微米；第一金属子波导111、第二金属子波导121的相对距离沿着光轴方向维持不变，其相对距离为2.6微米～4.8微米；第二转换脊波导213的截面面积沿着光轴方向保持不变，其宽度为0.1～0.2微米；第五金属子波导113、第六金属子波导123的相对距离沿着光轴方向逐渐减小，其相对距离由2.2微米～4.2微米减少至0.2微米～0.8微米；第三金属子波导112、第四金属子波导122间隔沿着光轴方向保持不变，其相对距离为0.2微米～0.8微米。
[0129]
光波导在第一转换脊波导211、第二转换脊波导213中进行模斑转换，由第一转换脊波导211、第二转换脊波导213散射至金属的光波，并转换为金属波导100中的传导电流。光波在金属波导100与脊波导210之间的间隙多次反射，以提高光波的吸收效率，从而减低光波(冗余光)对相邻信道中光信号的影响，其中，波导终结器部分结构参数如上表2所示。
[0130]
在一具体实施例中，波导终结器为三段式结构，脊波导210包括依次连接的第一转
换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212；平面波导220包括依次连接的第一转换平面波导、第二转换平面波导、第一传输平面波导；第一金属波导110包括依次连接的第一金属子波导111、第五金属子波导113、第三金属子波导112；第二金属波导120包括依次连接的第二金属子波导121、第六金属子波导123、第四金属子波导122。
[0131]
其中，第一金属子波导111与第二金属子波导121的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小；第二转换脊波导213的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小。
[0132]
例如，第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向维持不变，其宽度为0.6微米～0.8微米；第一金属子波导111、第二金属子波导121的相对距离沿着光轴方向逐渐减小，其相对距离由2.6微米～4.8微米逐渐减少至0.6微米～1.4微米；第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向逐渐减小，其宽度由0.6微米～0.8微米逐渐减少至0.1微米～0.2微米；第五金属子波导113、第六金属子波导123的相对距离沿着光轴方向维持不变，其相对距离为0.6微米～1.4微米；第三金属子波导112与第四金属子波导122的相对距离沿着光轴方向保持不变，其相对距离为0.1微米～0.8微米；第一传输脊波导212的截面面积沿着光轴方向保持不变，其宽度为0.1微米～0.2微米，波导终结器部分结构参数如上表3所示。
[0133]
在一具体实施例中，波导终结器为四段式结构，脊波导210包括依次连接的第一转换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212、第二传输脊波导214；平面波导220包括依次连接的第一转换平面波导、第二转换平面波导、第一传输平面波导、第二传输平面波导；第一金属波导110包括依次连接的第一金属子波导111、第五金属子波导113、第三金属子波导112、第七金属子波导114；第二金属波导120包括依次连接的第二金属子波导121、第六金属子波导123、第四金属子波导122、第八金属子波导124。第七金属子波导114、第八金属子波导124设置于第二传输平面波导的第一表面。
[0134]
第二传输脊波导214与第七金属子波导114、第八金属子波导124之间可设有二氧化硅波导。通过相对设置的第七金属子波导114、第八金属子波导124以抑制波导终结器中冗余光波的传输。例如，冗余光波在第七金属子波导114和\或第八金属子波导124的边界发生电磁转换以转换为传导电流，并以热能的方式耗散，从而实现光波的吸收。
[0135]
其中，第二传输脊波导214与第七金属子波导114为同心的弧形，第七金属子波导114为内弧，第二传输脊波导214为外弧。第七金属子波导114中设有第一转折部、第二转折部。通过第七金属子波导114、第八金属子波导124以对光波进行吸收，通过弯曲设置以提高光波吸收效率，波导终结器部分结构参数如上表4所示。
[0136]
在一具体实施例中，波导终结器为三段式结构，脊波导210包括依次连接的第一转换脊波导211、第二转换脊波导213、第一传输脊波导212；平面波导220包括依次连接的第一转换平面波导、第二转换平面波导、第一传输平面波导；第一金属波导110包括依次连接的第一金属子波导111、第五金属子波导113、第三金属子波导112；第二金属波导120包括依次连接的第二金属子波导121、第六金属子波导123、第四金属子波导122。其中，第三金属子波导112与第四金属子波导122的相对距离沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小；第一转换脊波导211的截面面积沿着光轴方向以绝热的形式逐渐减小。
[0137]
波导终结器还包括：第一金属覆盖层至少部分覆盖转换传输波导，用于吸收转换传输波导散射的光波。例如，第一金属覆盖层500设置于第三金属子波导112和\或第四金属子波导122远离平面波导220的一侧。通过第一金属覆盖层500对第一吸收波导中的光波进
行进一步吸收，以降低光通讯器件端口的光波串扰。通过第一金属覆盖层500和金属波导100与转换传输波导200的耦合面积以提高光波进行吸收效率，从而降低光通讯器件端口的光波串扰，波导终结器部分结构参数如上表5所示。
[0138]
在一些实施例中，本技术实施例提供一种波导终结器的控制方法，应用于上述任一实施例中的波导终结器，包括：接收进入波导终结器的光；将进入的光进过波导终结器的转换传输波导200并进行模斑转换。
[0139]
通过波导终结器光波进行模斑转换和传输，并吸收转换传输波导200传输的光波，以避免散射的光波重新耦合进转换传输波导200内部，从而消除光波对光波的干扰。
[0140]
在一些实施例中，本技术实施例提供一种光通信设备，包括波导端口及上述的波导终结器，其中，波导端口与波导终结器的输入端口和\或输出端口耦合连接。
[0141]
通过转换传输波导200对光波进行模斑转换，以调节光波的模斑，从而降低光通信器件耦合过程中，光波信号的模斑尺寸导致的耦合损耗。例如，第一光通信器件(应用于纳米级波导)与第二光通信器件耦合连接(应用于标准光纤)，通过将波导终结器设置于第一光通信器件的输入端口和\或输出端口，第一光通信器件与第二光通信器件经由波导终结器实现耦合连接，以降低第一光通信器件与第二光通信器件直接耦合连接所产生的耦合损耗。
[0142]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部波导说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0143]
以上是对本技术的较佳实施进行了具体说明，但本技术并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。